掺杂 SrTiO3 中的多轨道铁电超导性

SrTiO$_3$ 是一个独特的系统范例，同时表现出量子顺电性和超导性。因此，预期超导态与本征铁电不稳定性密切相关。事实上，最近的实验表明在 Ca 取代的 SrTiO$_3$ 中存在超导与铁电共存的相。在本文中，我们提出 SrTiO$_3$ 可以作为铁电超导性的平台，其特征是超导态中的铁电转变。通过分析 $t_{2g}$ 电子的多轨道模型，我们表明铁电超导性通过两种不同机制得以稳定，这两种机制都依赖于自旋轨道耦合的存在。首先，在稀载流子密度区，由于铁电性诱导的 Lifshitz 转变，铁电超导态得以稳定。其次，它在与载流子密度无关的磁场下稳定。阐明了多轨道或多带性质对铁电超导性的重要性。进而，我们预言在 SrTiO$_3$ 的铁电超导相中存在拓扑 Weyl 超导态。